浅谈电流行波测距的实践应用

案例推理式输电线单端电流行波故障测距
输电线路单端电流行波故障是指一种具有短时响应、频率宽带、高精度的故障测距方法，主要针对输电线路的故障测距。

该方法不需要进行高精度的测量，只需在一端安装接
收装置进行故障测距即可，因为故障产生的瞬态行波信号可以通过故障点反射回来到测距
端进行分析。

通过分析故障点到测距端信号的相位差和传播时间的差异，可以计算出故障点的距离。

由于该方法具有许多优点，如成本低、安装方便、测量精度高等，因此在电力行业得到了
广泛应用。

以下是一个实际案例分析：
某地区一条500kV输电线路某段出现了单端电流行波故障，导致线路停电。

因为电力
公司的抢修时间紧迫，需要快速定位故障点，因此采用了单端电流行波故障测距方法进行
测量。

首先，在故障点两侧的电缆上分别安装了两个行波接收器，记录下故障点两侧的行波
信号，并将数据上传至中心服务器进行处理。

通过数据处理，确定了故障点与测距端（即
行波接收器所在端）之间的相位差和时间差，进而计算出距离。

通过该方法，确定了故障点距离测距端2.4千米的位置，定位精度较高。

根据故障点
的距离，对故障点进行检查并进行抢修，最终成功恢复了线路供电。

总之，单端电流行波故障测距方法是一种高效、便捷、精确的故障测距方法，已经成
为电力行业中重要的故障定位手段之一，具有广泛的应用前景。

电缆行波测距原理引言：电缆行波测距是一种常用的测距方法，通过利用电缆中的行波信号，可以准确地测量出电缆的长度。

本文将详细介绍电缆行波测距的原理及其应用。

一、电缆行波测距的原理电缆行波测距是基于电磁波在电缆中的传播速度来进行测量的。

当在电缆中施加一个脉冲电压信号时，该信号会在电缆中以电磁波的形式传播。

根据电磁波在传输过程中的速度与传输介质的特性有关，因此可以通过测量行波信号的传播时间来计算电缆的长度。

二、电缆行波测距的步骤1. 信号发送：首先，在待测电缆的一端施加一个脉冲电压信号。

这个信号可以是一个矩形脉冲、正弦脉冲或其他形式的信号。

2. 信号传播：脉冲电压信号在电缆中以电磁波的形式传播，沿着电缆的导线向另一端传输。

3. 信号接收：在电缆的另一端设置接收器，用于接收传输过来的信号。

接收器可以是示波器、激光测距仪等设备。

4. 信号处理：接收到信号后，通过信号处理器对信号进行处理，例如滤波、放大等操作。

5. 测量距离：根据信号的传播时间和电磁波在电缆中的传播速度，可以计算出电缆的长度。

常用的计算公式为：电缆长度 = 传播速度× 传播时间。

三、电缆行波测距的应用1. 电力系统中的应用：电缆行波测距可用于电力系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间，可以确定故障点所在的电缆长度，从而提高故障定位的准确性和效率。

2. 通信系统中的应用：在通信系统中，电缆行波测距可用于测量光纤电缆的长度。

通过测量光信号的传播时间，可以准确地测量出光纤电缆的长度，从而为光纤通信系统的维护和管理提供便利。

3. 铁路信号系统中的应用：电缆行波测距可用于铁路信号系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间，可以确定故障点所在的电缆长度，从而提高故障定位的准确性和效率，保证铁路信号系统的正常运行。

4. 工业自动化系统中的应用：电缆行波测距可用于工业自动化系统中电缆的故障检测和定位。

通过测量行波信号的传播时间，可以确定故障点所在的电缆长度，及时修复故障，保证工业自动化系统的正常运行。

浅谈行波测距在电力系统中的应用发表时间：2018-10-01T10:57:04.477Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：赵明凯[导读] 摘要：快速、及时的将故障设备从系统中切除是电力系统安全、稳定运行的重要保证，行波测距利用发生故障后电压电流波形的特点，能快速准确的查找故障点而被广泛应用。

(深圳供电局有限公司广东深圳 518000)摘要：快速、及时的将故障设备从系统中切除是电力系统安全、稳定运行的重要保证，行波测距利用发生故障后电压电流波形的特点，能快速准确的查找故障点而被广泛应用。

现结合行波测距在我所的应用现状，对220kV线路行波测距技术原理及相关装置的日常维护作了简要叙述，讨论了行波测距技术在日常运维中存在的问题，并提出了相应的改进措施。

关键词：行波行波测距引言由于输电线路长期在风、雨、雷电、污、雾等恶劣环境下运行，发生故障的机率极高，且对于系统中发生的瞬时故障能及时、准确的定位故障点，然后分析事故原因，尽早发现、排除事故隐患，是保证供电可靠性的前提条件，也是每个电力工作者的首要任务。

随着科学技术的不断发展，行波测距技术在电力系统中的应用逐渐普遍起来，作为一名变电站值班员必须对此技术有所了解。

1 三种故障测距方法的对比根据测量原理，线路故障测距可分为：阻抗测距法、故障测距法、行波测距法。

三种测距方法的优越性对比如表1。

表1 三种测距方法的优越性对比从表1中可以看出，行波测距在准确性、应用范围两方面优于其它两种测量方法，但是对测量装置以及通信技术要求较高，所以行波测距的经济性较差，且装置的误差不易消除。

随着科学技术的不断完善，相信这些缺点将不再制约行波测距技术的发展。

2 行波的概念行波是输电线路发生故障后，在故障点产生的向线路两端传播的暂态故障波形，它的传播速度接近于光速且基本恒定，不受线路参数、线路负荷以及过渡电阻的影响，如果在线路两端能够精确的测量到行波到达时间，通过简单的数学计算即可得到故障点到测量点之间的距离，行波测距装置就是根据这一原理制成的。

行波测距技术在超高压输电线路中的应用现代电力电网的正常运行离不开可靠准确地得到输电线路的故障点的定位。

当超高压输送电线路出现故障时，故障点产生的行波将沿着输电线路向故障点两边进行传播。

行波动作快速，但可以根据行波的特点对其进行距离测量，从而找到故障所发生的位置。

本文将首先简析行波故障测距所使用的物理学机理，并结合具体案例来说明其在超高压输电线路中的应用。

标签：超高压输电；故障测距；行波。

我国经济的高速发展驱动着电力系统朝着更大、更稳定的方向发展。

超高电压输电技术是应时代发展要求应运而生，更高的电压意味着更低的线路损耗和更大的能量传输。

高压输电线路作为电力系统的大动脉，是最容易和最频繁发生故障的部位。

由于输电线路全部在户外，除了恶劣的自然环境，本身的老化等都会导致故障的发生，而由于超高电压输电在远距离输电才更有经济优势，以上原因导致当输电线路发生故障时，极难查找出故障点。

准确快速的故障测距可以有效帮助修复线路，保证线路可靠稳定供电，从而保证整个电网的安全稳定运行，最大限度降低线路故障对整个电力系统造成的威胁和对国民经济和人民生活带来的综合损失。

1、电力输电线路测距现状基于工频电气量的工频阻抗法是当前电力系统使用较多的定位故障点的方法，其主要是通过测量故障输电线的电压电流等量并计算出系统故障回路的阻抗值来估算故障点的距离。

但阻抗法极易受输电线路本身阻抗、负载电荷等的干扰，测距的精度没法得到保证。

高频数字量采集和电磁暂态理论的进步推动了基于行波的测距技术的发展，其测距精度相较传统工频阻抗法有了大大提高。

2、行波测距的物理学释义及实际应用方法根据叠加原理将发生故障的输电线分为正常状态和附加故障状态的叠加。

由工程经验知，一般故障点和地短接使得故障点的电压变为0V。

输电线正常工作时，定义该点电压为U。

由叠加原理易知，假定叠加的故障时，定义该点电压为-U，这样叠加之后故障点的电压为0V。

假定的叠加故障状态中-U电压将使得高压输电线产生由故障点向线路两端传播的前进波，即故障行波。

行波故障测距浅析及配置建议【摘要】：本文介绍了行波故障测距的概念和原理，对两种典型的行波测距方法――单端行波测距法和双端行波测距法的优缺点进行分析，并结合不同电压等级的输电线路，提出了符合对应电网要求的配置建议。

【关键词】：故障测距行波XC-21 输电线路引言对220kV及以上电压等级的电网，当线路发生故障后，必须进行寻线，以寻找故障点，根据故障造成的损坏程度判断线路能否继续运行还是须停电检修。

高压输电线路故障的准确定位，能够缩短故障修复时间，提高供电可靠性，减少停电损失。

对于占绝大多数的能够重合成功的瞬时性故障来说，准确地测出故障点位置，可以区分是雷电过电压造成的故障，还是由于线路绝缘子老化、线路下树枝摆动造成的故障等，从而及时发现事故隐患，采取有针对性的措施，避免事故再次发生。

因此，线路故障后快速寻找故障点就成为保证电网安全稳定运行的一项重要技术，输电线路精确故障定位具有重要意义。

行波测距是利用高频故障暂态电流、电压的行波来间接判定故障位置，包括单端行波测距法和双端行波测距法。

由于其有着较高的精度和准确率，基于行波原理的测距装置已得到较为广泛的应用，其推广和应用对输电线路运行的安全性、经济性和可靠性具有重大意义。

本文介绍了行波故障测距的概念和原理，比较了两种典型的行波测距的方法，根据其特点提出了配置建议。

1行波故障测距原理1.1行波的基本概念线路上任一点电压、电流值实际上是许多个向两个不同的方向传播的电压、电流波值的代数和。

这些电压、电流波以一定的速度运动，因此称为行波。

运动方向与规定方向一致的行波，为正向行波，而把运动方向与规定方向相反的行波为反向行波。

规定由母线指向线路的方向为正向，则由母线向线路运动的行波叫做正向行波（V+、I+），而由线路向母线运动的行波叫做反向行波（V-、I-）。

输电线路故障时，相当于在故障点加上了与该点故障前电压大小相等，方向相反的虚拟电源。

这个虚拟电源产生向线路两端运行的电压、电流行波，经过多次反射、衰减，进入一个新的稳态。

1.背景行波测距在输电网中有着广泛的应用，对于快速定位故障，缩短故障恢复时间有着重要意义。

本文对行波测距的基本原理以及实现方案进行分析，以期对相关装置的开发以及算法研究有所帮助。

2.行波测距原理2.1 行波的特性输电线路如果忽略传输损耗（忽略分布电阻以及对地电导） ，则可以认为是由大量的分布电感和电容组成的。

假设一段线路始端为M，末端为N，在线路中间某一点P发生对地故障，则相当于在P点接入一个等效电源，其电压与此点故障前电压大小相等，方向相反。

假设在t=0时发生故障，则对于分布参数的传输线，故障等效电源会给线路电容充电，在导线周围建立电场并相邻电容充电，线路的分布电容被依次充电，这一过程如同一个电压波在按照一定的速度沿线传播。

同时随着电容的充放电，将有电流流过线路分布电感，也会有一个电流波沿线传播。

因此通过以上分析，线路故障后，会从故障点开始有电压行波和电流行波向线路两端传播。

行波的波速与线路本身的特性有关，速度公式如下，其中L和C为线路单位长度的电感与电容，线路行波的波速只与其绝缘介质的性质有关，与导体的材料和截面积无关。

例如架空线路的行波速度为294km/ms，纸绝缘电缆线路的行波速度为160km/ms，交联聚乙烯电缆的行波速度为170km/ms。

行波在波阻抗发生变化的分界点处会发生反射和折射，例如上图中的N如果为母线，N有几条出线，则在N处会发生反射和折射。

2.2 单端行波测距单端行波测距是在线路的一端安装测量设备，利用线路故障时测量到的第一个行波与反射的第二个行波的时间差计算测量点和故障点之间的距离。

例如下图,在M点安装行波测量设备，M点测量到的第一个行波为i1，i1在M点和故障点F发生两次反射，再次被M点测量到，那么这个时间差为两倍MF距离，因此上面考虑的是故障点距离M点比较近的情况，实际上如果F点距离N点比较近，那么测量到的第二个行波应该是i5。

假设MN的距离为L，则可以计算出如果F点距离M点小于L/2时，第二个行波为i3，否则第二个行波为i5,这两种故障距离的计算公式是不同的。

浅谈变电站中行波测距装置的实用技巧摘要：通过对单、双端行波测距原理的分析，对比其优缺点，同时阐述变电站中需要单、双端行波测距配合使用的原因，并提出了一种实用的了单端测距的波分析与测距读取技巧。

关键词：单端测距；双端测距；初始行波；反射波；透射波1引言在变电站的运行工作中，行波测距装置发挥着重要的作用，当电力系统中发生故障时，他能够帮助运行人员快速的进行故障定位，提高故障查找效率，从而提高电网可靠性。

目前的行波测距装置一般具有单端测距和双端测距的功能，两种测距方式利用的原理不一样，各有优缺点，有效的配合使用才能更好的发挥完善的测距功能。

由于影响行波传递的外界因素比较多，因此能够正确的分析和识别波形对于我们故障定位和查找有很大的帮助。

2 单、双端行波测距原理2.1单端行波测距的原理单端行波测距关键是要准确求出故障点发出的行波第一次到达测量端与其从故障点反射回测量端的时间差。

如下图1所示：假设线路AB中C点发生了故障，该线路在A站侧装设的行波测距装置，故障点发出的行波第一次到达A站的时间为T1，该行波在故障点C处反射后第二次到达A站的时间为T2。

设波速为V，那么可求出故障点到A站的距离为：AC=2.2双端行波测距的原理双端行波测距关键是要准确求出故障点发出的行波第一次到达线路两端的时间。

如下图2所示：假设线路AB中C点发生了故障，该线路两侧A、B站均装设了行波测距装置，故障点发出的行波第一次到达A、B站的时间分别为T1，T2，线路AB的全长为L。

设波速为V，那么可以分别求出故障点到A、B站的距离：AC=BC=3 单、双端测距优缺点分析通过原理分析，我们可以看出，双端测距时，线路两侧都只需要检测第1次到达的行波，测量装置容易识别，且不经过多次反射、透射的波形受系统运行方式、潮流、线路过渡电阻等因素的影响较小，而单端测距需要识别出故障点反射的行波到达测量端的时间，且反射行波受系统因素影响较大，因此双端测距的结果比单端测距可靠性更高。

浅谈220kV电网行波测距系统组网运行实践摘要：在高压输电线路故障后，快速准确地找到故障点对于迅速恢复送电及排除事故隐患具有重大意义。

虽然保护装置及故障录波器在动作后也可以提供故障点位置信息，但因其采用的是传统的阻抗法，由于原理上的缺陷，过渡电阻、系统阻抗、负荷电流等因素都对测距精度有较大影响。

行波测距系统由于其故障测距基本不受以上各种因素的影响，精度较高，具有较大的优势。

本文以某电网为例，详细介绍了电网220 kV行波测距系统组网运行实践，研究了目前行波测距组网运行与实践中的难点，并提出了处理方案。

关键词：220kV电网；行波测距系统；组网；运行1 行波测距系统的工作原理与应用1.1 单端电气量行波测距原理在被监视线路发生故障时，故障产生的电流行波会在故障点及母线之间来回反射。

装设于母线处的行波测距装置接入来自电流互感器二次侧的暂态电流行波信号，使用模拟高通滤波器滤出行波波头脉冲，根据到达母线的故障初始行波脉冲S1与由故障点反射回来的行波脉冲S2之间的时间差Δt来实现故障测距，找出故障点。

4电网220 kV 行波测距系统组网运行实践中的难点及处理方案4.1 行波测距系统程序缺陷由于行波测距系统最初为单机版，不支持网络通信，针对组网运行的需求对原程序进行了改进，并对新程序进行了测试。

但新程序在安装与使用的过程中仍发生了以下一些问题：原设计子站数量过少，无法满足大规模组网；行波测距程序对操作系统版本兼容性差，导致经常出现死机；故障文件的GPS时间有时会发生紊乱等，影响了双端行波测距结果；子站及主站均采用Windows 操作系统，而且为每周7×24 h运行，其稳定性不强，有时出现死机现象。

解决方案：修改行波测距程序并更换操作系统。

4.2 行波测距系统硬件故障率相对较高相对继电保护装置，目前行波测距系统硬件故障率较高，主要原因有：子站采用工控机配置，有硬盘等旋转部件，较易发生故障；装置电源、交流采样板等部件故障率相对较高；GPS天线易受雷电损坏。